基于JiTT教學(xué)模式的機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)方法改革探討

章培培　屈光

【摘 要】JiTT是一種新型教與學(xué)策略，注重改善課堂教學(xué)效果，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)變被動(dòng)為主動(dòng)，從而提高課堂的教學(xué)效率，同時(shí)注重培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神和實(shí)踐創(chuàng)新能力，符合機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)以培養(yǎng)“一專多能”全面發(fā)展，具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)、良好的開(kāi)拓創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的應(yīng)用型工程技術(shù)人才的目標(biāo)，為JiTT教學(xué)模式在《機(jī)械設(shè)計(jì)》教學(xué)方法改革的推廣應(yīng)用提供了可行性。

【關(guān)鍵詞】JiTT;機(jī)械設(shè)計(jì);教學(xué)方法改革

中圖分類號(hào)： G642.4;TH-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）05-0228-003

根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程的特點(diǎn)，結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)背景，充分挖掘機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)點(diǎn)的興趣素材和知識(shí)本身的魅力，做到“課未開(kāi)，趣已生;課進(jìn)行，趣正濃;課結(jié)束，趣猶存?！笔紫纫O(shè)計(jì)基于JiTT模式的機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)方法并在教學(xué)過(guò)程中加以實(shí)施，收集數(shù)據(jù)并進(jìn)行系統(tǒng)性分析，最后再根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果對(duì)教學(xué)方案實(shí)施過(guò)程進(jìn)行反思，找出不足加以改進(jìn)，從而不斷提高教學(xué)效果。

1 JiTT教學(xué)模式

Just-in-Time Teaching（ JiTT，又稱“適時(shí)教學(xué)”或“及時(shí)教學(xué)”），是20世紀(jì)末美國(guó)航空學(xué)院和普渡大學(xué)的物理學(xué)教授在長(zhǎng)期本科教學(xué)過(guò)程中總結(jié)出來(lái)的一種具有實(shí)效性的教學(xué)模式[1]。國(guó)外學(xué)者對(duì)JiTT教學(xué)模式進(jìn)行了深入研究并取得了一定的成果，其應(yīng)用實(shí)踐遍布許多國(guó)家，涉及多個(gè)學(xué)科[2]。國(guó)內(nèi)針對(duì)此進(jìn)行的理論研究和應(yīng)用研究都還處于起步階段[3-4]。JiTT教學(xué)模式是一種新型教與學(xué)策略，它將“基于網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)任務(wù)”（Web-based Study Assignment）和“以學(xué)生的自主性學(xué)習(xí)為主的課堂教學(xué)”（Active Learner Classroom）二者相結(jié)合[5-6]。

JiTT教學(xué)模式的核心是一個(gè)反饋鏈，“課前預(yù)習(xí)的反饋”和“課后難題探究的反饋”[7]，其本質(zhì)是 “以課外整合為主的課內(nèi)外結(jié)合模式”，通過(guò)這兩種反復(fù)進(jìn)行的反饋，使教師“及時(shí)的”了解學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和學(xué)習(xí)情況，從而“及時(shí)的”調(diào)整教學(xué)進(jìn)程和教學(xué)內(nèi)容，適應(yīng)學(xué)生學(xué)習(xí)的進(jìn)度。此教學(xué)模式目標(biāo)是創(chuàng)設(shè)以學(xué)生的自主性學(xué)習(xí)為主的課堂教學(xué)，利用學(xué)生的反饋引導(dǎo)教學(xué)，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性[8]。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)的課程特點(diǎn)

機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械類專業(yè)主干課程之一，也是最后一門(mén)技術(shù)基礎(chǔ)課，在制定專業(yè)培養(yǎng)方案時(shí)，先安排了多門(mén)次的先修課程，因此在本課程的學(xué)習(xí)過(guò)程中，對(duì)學(xué)生提出更高的要求，不僅要熟練掌握基礎(chǔ)理論知識(shí)，還要能夠?qū)碚摵图夹g(shù)知識(shí)進(jìn)行綜合運(yùn)用，聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)踐和機(jī)器使用時(shí)的具體工作條件，會(huì)設(shè)計(jì)合理的零部件和一些簡(jiǎn)單的機(jī)械，為后續(xù)更多的專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，也為能夠進(jìn)行專業(yè)產(chǎn)品和設(shè)備的設(shè)計(jì)打下實(shí)踐基礎(chǔ)[9-10]。因此，本課程在學(xué)習(xí)進(jìn)程上具有從理論性課程過(guò)渡到專業(yè)課程的承先啟后的橋梁作用[11]。

機(jī)械設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容一般包括兩個(gè)部分，一綜合論述本課程的主要內(nèi)容、性質(zhì)、任務(wù)及一般機(jī)械設(shè)計(jì)的共性問(wèn)題，二通用機(jī)械零部件的設(shè)計(jì)。由于本課程研究對(duì)象的多樣性及具有“關(guān)系多”、“門(mén)類多”、“要求多”、“公式多”、“圖形多”、“表格多”的特點(diǎn)[12]，很多學(xué)生望而卻步，較難為后續(xù)課程夯實(shí)基礎(chǔ)。

機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)點(diǎn)繁多，理論課時(shí)較少，如何合理設(shè)計(jì)教學(xué)進(jìn)度，巧妙設(shè)計(jì)課前預(yù)習(xí)內(nèi)容和課后專題是亟待解決的問(wèn)題;學(xué)生在預(yù)習(xí)之后和完成難題探究反饋給教師的信息如何被快速有效的統(tǒng)計(jì)和分析，需要教師和學(xué)生進(jìn)行有效溝通。

3 教學(xué)方法改革

3.1 巧妙的教學(xué)設(shè)計(jì)

（1）課前準(zhǔn)備：為學(xué)生設(shè)計(jì)合理的課前預(yù)習(xí)內(nèi)容。結(jié)合相關(guān)的機(jī)械設(shè)計(jì)及原理知識(shí)、與生活和專業(yè)背景有關(guān)的問(wèn)題以及機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容和專業(yè)發(fā)展的特點(diǎn)，精心為學(xué)生設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)內(nèi)容。學(xué)習(xí)到機(jī)械傳動(dòng)中的鏈傳動(dòng)時(shí)，預(yù)習(xí)思考題可設(shè)計(jì)為：自行車的鏈條拆開(kāi)了由哪幾個(gè)零件組成？觀察它們之間的配合方式？數(shù)一數(shù)鏈節(jié)數(shù)是奇數(shù)還是偶數(shù)？觀察騎行過(guò)程中鏈有沒(méi)有上下跳動(dòng)的現(xiàn)象出現(xiàn)？這些與生活中常見(jiàn)的機(jī)械密切相關(guān)的問(wèn)題，能夠提高學(xué)生課前探究的積極性，鼓勵(lì)學(xué)生積極加入到課前預(yù)習(xí)活動(dòng)中來(lái)，這樣不僅可以拓寬學(xué)生視野，還提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，在生活中養(yǎng)成愛(ài)觀察愛(ài)思考的好習(xí)慣。為理論和實(shí)踐的有效結(jié)合打下扎實(shí)基礎(chǔ)。課前預(yù)習(xí)內(nèi)容在課堂教學(xué)的前一周發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上（以Blog、Eamil、QQ、微信等作為網(wǎng)絡(luò)交流平臺(tái)）。

（2）預(yù)習(xí)與反饋：學(xué)生根據(jù)教師提出的預(yù)習(xí)要求，利用網(wǎng)絡(luò)和工具隨時(shí)隨地查看預(yù)習(xí)內(nèi)容，閱讀相關(guān)資料，自主完成思考題等，利用網(wǎng)絡(luò)資源認(rèn)真完成預(yù)習(xí)報(bào)告，在課堂教學(xué)開(kāi)始前教師規(guī)定的時(shí)間內(nèi)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)將預(yù)習(xí)情況反饋給教師。

（3）調(diào)整教學(xué)內(nèi)容：教師首先根據(jù)學(xué)生預(yù)習(xí)后提交上來(lái)的反饋信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，從而了解學(xué)生對(duì)先修知識(shí)的掌握情況和對(duì)即將學(xué)習(xí)的新內(nèi)容的預(yù)習(xí)情況，這樣才能明確不同層次學(xué)生對(duì)知識(shí)掌握的差異性。根據(jù)課前反饋和對(duì)學(xué)生差異性的分析結(jié)果，教師可以及時(shí)調(diào)整上課內(nèi)容和上課方法，盡量同時(shí)滿足不同學(xué)習(xí)層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

（4）“主導(dǎo)-主體”相結(jié)合的課堂形式：在課堂教學(xué)上利用多媒體技術(shù)，與多種教學(xué)方法互相配合。根據(jù)學(xué)生反饋的預(yù)習(xí)信息，針對(duì)性的進(jìn)行新知識(shí)點(diǎn)講解和分析。在課堂教學(xué)上，努力創(chuàng)設(shè)教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體的課堂氛圍，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)興趣。教師可以組織課堂探索小組，展開(kāi)同組學(xué)生之間，不同討論小組之間，學(xué)生和老師之間，師生與教學(xué)內(nèi)容和多媒體之間的多維互動(dòng)，延續(xù)學(xué)生課前預(yù)習(xí)的學(xué)習(xí)熱情。例如，在講到渦輪蝸桿時(shí)，讓學(xué)生先行觀察為什么家用搖頭扇的扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)和頭部擺動(dòng)可以分開(kāi)控制？還用了之前哪門(mén)課程中學(xué)習(xí)到的哪種機(jī)構(gòu)？由于學(xué)生已經(jīng)根據(jù)教師提出的預(yù)習(xí)要求進(jìn)行認(rèn)真預(yù)習(xí)，基本都是有備而來(lái)，對(duì)教師組織的課堂教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)都是積極的，主動(dòng)的和有效的。

（5）課后難題探究專題及課后評(píng)價(jià)：教師還要根據(jù)主要的課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容，結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)情況來(lái)巧妙的設(shè)計(jì)課后習(xí)題，以便開(kāi)展難題探究。教師所設(shè)計(jì)的難題必須是需要學(xué)生利用課堂上學(xué)到的知識(shí)點(diǎn)來(lái)解答，這樣才能讓學(xué)生對(duì)所學(xué)的新知識(shí)，新技能進(jìn)行進(jìn)一步的認(rèn)知、理解和應(yīng)用。教師還應(yīng)該盡量設(shè)計(jì)一些開(kāi)放性的問(wèn)題，這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維有一定的幫助。比如在課程教學(xué)中講到軸的設(shè)計(jì)時(shí)，教師可設(shè)計(jì)課后思考題自行車的前輪，后輪和腳踏處的軸是否是同一類型的軸？分析各軸的承載情況，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而提高學(xué)生對(duì)難題探究的主動(dòng)性和積極性。教師可以通過(guò)學(xué)生“難題探究”的結(jié)果來(lái)了解學(xué)生對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容掌握狀況，為下一次課的內(nèi)容和進(jìn)程做好安排。

教師可以根據(jù)學(xué)生提交上來(lái)的預(yù)習(xí)報(bào)告、課堂表現(xiàn)、課后的反饋以及難題探究的參與度來(lái)綜合衡量學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和努力程度，從而給出相應(yīng)的分?jǐn)?shù)，而不是單純的根據(jù)卷面分?jǐn)?shù)來(lái)評(píng)價(jià)，這樣才能更好的保護(hù)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)積極主動(dòng)性。

3.2 教學(xué)反饋

JiTT教學(xué)模式的核心是feedback loop即反饋鏈，如圖1所示。反饋鏈主要由兩個(gè)部分組成：一是網(wǎng)絡(luò)組成部分;二是學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的課堂教學(xué)部分。針對(duì)以上兩部分需要解決的問(wèn)題有：

（1）教師根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)背景，結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)課程的特點(diǎn)、教學(xué)大綱，教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)重難點(diǎn)，教學(xué)學(xué)時(shí)和進(jìn)度安排，設(shè)計(jì)合理的有效的課前預(yù)習(xí)內(nèi)容，以供學(xué)生預(yù)習(xí)之用。

（2）網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)平臺(tái)的選取，適宜選擇比較普及的、簡(jiǎn)潔的網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)平臺(tái)，以方便學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)、提交預(yù)習(xí)反饋報(bào)告和參與難題探究，教師也可以方便的收集學(xué)生反饋報(bào)告，而不是讓同學(xué)們花大量時(shí)間學(xué)習(xí)平臺(tái)使用方法。

（3）教師根據(jù)學(xué)生的預(yù)習(xí)反饋結(jié)果，及時(shí)進(jìn)行課堂教學(xué)內(nèi)容調(diào)整，以保證不同學(xué)習(xí)層次學(xué)生的不同學(xué)習(xí)需求，從而確保學(xué)生通過(guò)課堂學(xué)習(xí)都有所收獲。

（4）教師根據(jù)堂教學(xué)情況和具體教學(xué)內(nèi)容，精心設(shè)計(jì)課后專題，涵蓋課堂所學(xué)知識(shí)和下次課程知識(shí)，發(fā)布在網(wǎng)上，供學(xué)生進(jìn)行探究[13]。

3.3 具體方法探討

為了獲得JiTT教學(xué)方法在機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)應(yīng)用中對(duì)教學(xué)效果、教學(xué)效率和師生交流的影響，因此需對(duì)實(shí)踐過(guò)程及結(jié)果進(jìn)行整體性探討，采用多種研究方法并用，具體如下：

（1）文獻(xiàn)研究：通過(guò)電子檢索收集有關(guān)JiTT教學(xué)模式有關(guān)理論和實(shí)踐方面的專著和論文，歸納和總結(jié)國(guó)內(nèi)外學(xué)者在教學(xué)中應(yīng)用JiTT教學(xué)模式的研究成果、研究現(xiàn)狀和研究方向，作為研究的參考和借鑒。經(jīng)過(guò)文獻(xiàn)分析，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)背景和培養(yǎng)方案，課程體系中機(jī)械設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)JiTT教學(xué)模式實(shí)施過(guò)程的方案。

（2）實(shí)踐研究：選取機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)為實(shí)踐研究對(duì)象，機(jī)械設(shè)計(jì)課程為具體實(shí)踐課程，采用和傳統(tǒng)教學(xué)方法為主的其他平行班級(jí)形成對(duì)比，檢驗(yàn)JiTT教學(xué)模式在機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)中的應(yīng)用效果。

（3）問(wèn)卷調(diào)查：在新的教學(xué)模式開(kāi)始之前，對(duì)所實(shí)踐JiTT教學(xué)模式的班級(jí)學(xué)生的基本狀況通過(guò)問(wèn)卷進(jìn)行了解和分析，為JiTT教學(xué)模式在機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)方法改革效果提供依據(jù)。教學(xué)實(shí)踐研究活動(dòng)結(jié)束后，再次發(fā)放問(wèn)卷調(diào)查，對(duì)應(yīng)用JiTT教學(xué)方法的效果加以分析和總結(jié)。

（4）訪談：為了分析JiTT教學(xué)模式在機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)中的應(yīng)用效果，在教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)結(jié)束后，選擇部分學(xué)生進(jìn)行訪談，了解JiTT教學(xué)方法是否促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)，了解學(xué)生是否喜歡JiTT教學(xué)方法以及從學(xué)生的角度看JiTT教學(xué)方法在實(shí)際應(yīng)用中還存在哪些不足或需要改進(jìn)的地方等。

很多機(jī)械設(shè)計(jì)問(wèn)題都不是只有一個(gè)固定答案的，任何新的理論和技術(shù)或者是新材料和新工藝甚至新的市場(chǎng)信息都會(huì)使設(shè)計(jì)方案發(fā)生變化[14]。要培養(yǎng)同學(xué)們善于全面分析的習(xí)慣，綜合協(xié)調(diào)和靈活處理的能力，并培養(yǎng)同學(xué)們的想象力、洞察力和創(chuàng)新能力，這樣才能對(duì)工程設(shè)計(jì)問(wèn)題做出機(jī)敏的判斷。

4 結(jié)束語(yǔ)

為了提高機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)效果從而改變當(dāng)前現(xiàn)狀，結(jié)合機(jī)制專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和課程體系特點(diǎn)，本文將“基于網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)任務(wù)”和“以學(xué)生的自主性學(xué)習(xí)為主的課堂教學(xué)”二者交互的一種教學(xué)模式[13]--JiTT教學(xué)模式應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)的實(shí)際教學(xué)中。通過(guò)這一新型教學(xué)模式的探索和實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)了課堂教學(xué)與課外活動(dòng)的銜接，利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)可以增進(jìn)師生之間的實(shí)時(shí)溝通也可以擴(kuò)展學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間，同時(shí)可以加強(qiáng)老師和學(xué)生之間的互動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使課堂教學(xué)效率達(dá)到最優(yōu)化。

【參考文獻(xiàn)】

[1]Gregor M Novak. Just-in-Time Teaching [EB/OL]. [2009-09-15]. http： // 134.68.135.1/jitt/.

[2]NSF SUPPORT OF JiTT [EB/OL]. http： // jittdl. Physics. iupui. edu/jitt/ippact. Html.

[3]田莉. 及時(shí)教學(xué)的特點(diǎn)及對(duì)我國(guó)高校本科教學(xué)改革的啟示[J]. 外國(guó)教育研究，2005，（11）：39-43.

[4]劉源，王譯偉. 適時(shí)教學(xué)（ JiTT）模式在物理化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 化學(xué)教育，2014，（22）：12-15.

[5]何克抗，劉春萱.信息技術(shù)與課程整合的教學(xué)模式研究之六： “適時(shí)教學(xué)（JiTT） ”模式[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2008，（ 12）：9-13

[6]Gavrin A， Jeffrey XW， Marrs K， et al. Just-in-Time teaching（JiTT）： using the web to enhance classroom laearning[J]. american society for Engineering Education， 2003，11（1）：39-43.

[7]The JiTT Feedback Loop [EB/OL].http：/jittdl. Physics. iupui. edu/jitt/what. Html.

[8]盧昊等. JiTT教學(xué)法在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程中的應(yīng)用[J].教育教學(xué)論壇，2017，43（10）：166-167.

[9]尚銳.應(yīng)用型本科教育培養(yǎng)途徑的探究——以機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)方向?yàn)槔齕J].遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2017，6（12）：1-4.

[10]胡愛(ài)萍，陳愛(ài)蓮等. 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教育研究與改革 [J].黑龍江教育（高教研究與評(píng)估），2011，（6）：48-49.

[11]蔣碧亞.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的理實(shí)一體化教學(xué)[J]. 中國(guó)培訓(xùn)，2017，（9）：261.

[12]徐紅芹，郭前建等.基于布魯姆教學(xué)理論的機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)模式改革[J].教育現(xiàn)代化，2016，18（7）：33-39.

[13]袁菲菲，薛洪寶，王媛媛等.JiTT模式在制藥工程課程體系教學(xué)中的探索與應(yīng)用[J].廣州化工，2016，（17）：200-202

[14]黃小龍，楊洋，劉相權(quán).機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革研究[J].教育教學(xué)論壇，2016，4（1）：112-114.